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ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं। रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

इस आधार पर, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं और रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना होने वाली प्रतिक्रियाओं के बीच अंतर किया जाता है।

इनमें कई प्रतिक्रियाएं शामिल हैं, जिनमें सभी प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएं, साथ ही संयोजन और अपघटन की प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिनमें कम से कम एक साधारण पदार्थ शामिल है, उदाहरण के लिए:

जैसा कि आपको याद है, जटिल रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में गुणांक की गणना इलेक्ट्रॉन संतुलन विधि का उपयोग करके की जाती है:

कार्बनिक रसायन विज्ञान में, रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का एक उल्लेखनीय उदाहरण एल्डिहाइड के गुण हैं।

1. वे संगत अल्कोहल में अपचयित हो जाते हैं:

2. एल्डिहाइड संबंधित एसिड में ऑक्सीकृत हो जाते हैं:

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उपरोक्त सभी उदाहरणों का सार प्रसिद्ध इलेक्ट्रॉन संतुलन विधि का उपयोग करके प्रस्तुत किया गया था। यह अभिकारकों और प्रतिक्रिया उत्पादों में परमाणुओं के ऑक्सीकरण राज्यों की तुलना करने और ऑक्सीकरण और कमी की प्रक्रियाओं में इलेक्ट्रॉनों की संख्या को संतुलित करने पर आधारित है। इस विधि का उपयोग किसी भी चरण में होने वाली प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण संकलित करने के लिए किया जाता है। यह इसे बहुमुखी और सुविधाजनक बनाता है। लेकिन साथ ही, इसमें एक गंभीर खामी है - जब समाधानों में होने वाली रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का सार व्यक्त किया जाता है, तो ऐसे कणों का संकेत दिया जाता है जो वास्तव में मौजूद नहीं हैं।

इस मामले में, किसी अन्य विधि - अर्ध-प्रतिक्रिया विधि का उपयोग करना अधिक सुविधाजनक है। यह ऑक्सीकरण और कमी की प्रक्रियाओं के लिए आयन-इलेक्ट्रॉनिक समीकरणों के संकलन पर आधारित है, जो वास्तव में मौजूदा कणों और उनके बाद के योग को एक सामान्य समीकरण में ध्यान में रखता है। इस विधि में, "ऑक्सीकरण अवस्था" की अवधारणा का उपयोग नहीं किया जाता है, और प्रतिक्रिया समीकरण प्राप्त करके उत्पादों का निर्धारण किया जाता है।

आइए इस विधि को एक उदाहरण के साथ प्रदर्शित करें: आइए सांद्र नाइट्रिक एसिड के साथ जिंक की रेडॉक्स प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण बनाएं।

1. हम प्रक्रिया की आयनिक योजना लिखते हैं, जिसमें केवल कम करने वाला एजेंट और उसका ऑक्सीकरण उत्पाद, ऑक्सीकरण एजेंट और उसकी कमी का उत्पाद शामिल है:

2. हम ऑक्सीकरण प्रक्रिया का आयन-इलेक्ट्रॉनिक समीकरण बनाते हैं (यह पहली अर्ध-प्रतिक्रिया है):

3. हम कटौती प्रक्रिया का आयन-इलेक्ट्रॉनिक समीकरण बनाते हैं (यह दूसरी अर्ध-प्रतिक्रिया है):

कृपया ध्यान दें: इलेक्ट्रॉन-आयन समीकरण द्रव्यमान और आवेश के संरक्षण के नियम के अनुसार लिखे जाते हैं।

4. हम अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरण लिखते हैं ताकि कम करने वाले एजेंट और ऑक्सीकरण एजेंट के बीच इलेक्ट्रॉनों की संख्या संतुलित हो:

5. आइए हम अर्ध-प्रतिक्रिया समीकरणों को शब्द दर चरण सारांशित करें। हम प्रतिक्रिया के लिए सामान्य आयनिक समीकरण बनाते हैं:

हम आयनिक रूप में प्रतिक्रिया समीकरण की शुद्धता की जाँच करते हैं:

• तत्वों के परमाणुओं की संख्या एवं आवेशों की संख्या में समानता बनाये रखना
  1. आयनिक प्रतिक्रिया समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों पर तत्वों के परमाणुओं की संख्या बराबर होनी चाहिए।
  2. आयनिक समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों पर कणों का कुल आवेश समान होना चाहिए।

6. समीकरण को आणविक रूप में लिखिए। ऐसा करने के लिए, आयनिक समीकरण में शामिल आयनों में विपरीत आवेश वाले आयनों की आवश्यक संख्या जोड़ें:

रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को बदले बिना होने वाली अभिक्रियाएँ. इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, सभी आयन विनिमय प्रतिक्रियाएं, साथ ही कई जुड़ने वाली प्रतिक्रियाएं, उदाहरण के लिए:

अनेक अपघटन अभिक्रियाएँ:

एस्टरीफिकेशन प्रतिक्रियाएं:

7.1. रासायनिक प्रतिक्रियाओं के मूल प्रकार

पदार्थों के परिवर्तन, साथ में उनकी संरचना और गुणों में परिवर्तन को रासायनिक प्रतिक्रिया या रासायनिक अंतःक्रिया कहा जाता है। रासायनिक अभिक्रियाओं के दौरान परमाणु नाभिक की संरचना में कोई परिवर्तन नहीं होता है।

ऐसी घटनाएँ जिनमें पदार्थों का आकार या भौतिक अवस्था बदल जाती है या परमाणु नाभिक की संरचना बदल जाती है, भौतिक कहलाती है। भौतिक घटनाओं का एक उदाहरण धातुओं का ताप उपचार है, जिसके दौरान उनका आकार बदलता है (फोर्जिंग), धातु का पिघलना, आयोडीन का ऊर्ध्वपातन, पानी का बर्फ या भाप में परिवर्तन, आदि, साथ ही परमाणु प्रतिक्रियाएँ, जिसके परिणामस्वरूप कुछ तत्वों के परमाणुओं से दूसरे तत्वों का निर्माण होता है।

रासायनिक घटनाओं के साथ-साथ भौतिक परिवर्तन भी हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, गैल्वेनिक सेल में होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक विद्युत प्रवाह उत्पन्न होता है।

रासायनिक प्रतिक्रियाओं को विभिन्न मानदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है।

1. तापीय प्रभाव के संकेत के अनुसार सभी प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया गया है एन्दोठेर्मिक(गर्मी अवशोषण के साथ आगे बढ़ना) और एक्ज़ोथिर्मिक(गर्मी के निकलने के साथ बहना) (§ 6.1 देखें)।

2. प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों के एकत्रीकरण की स्थिति के आधार पर, उन्हें प्रतिष्ठित किया जाता है:

सजातीय प्रतिक्रियाएं, जिसमें सभी पदार्थ एक ही चरण में होते हैं:

2 KOH (पी-पी) + एच 2 एसओ 4 (पी-पी) = के 2 एसओ (पी-पी) + 2 एच 2 ओ (एल),

सीओ (जी) + सीएल 2 (जी) = सीओसीएल 2 (जी),

SiO 2(k) + 2 Mg (k) = Si (k) + 2 MgO (k)।

विषम प्रतिक्रियाएं, वे पदार्थ जिनमें विभिन्न चरण होते हैं:

CaO (k) + CO 2 (g) = CaCO 3 (k),

CuSO 4 (समाधान) + 2 NaOH (समाधान) = Cu(OH) 2 (k) + Na 2 SO 4 (समाधान),

Na 2 SO 3 (समाधान) + 2HCl (समाधान) = 2 NaCl (समाधान) + SO 2 (g) + H 2 O (l)।

3. केवल आगे की दिशा में प्रवाहित होने की क्षमता के अनुसार, साथ ही आगे और पीछे की दिशा में भी भेद किया जाता है अचलऔर प्रतिवर्तीरासायनिक प्रतिक्रियाएँ (§ 6.5 देखें)।

4. उत्प्रेरकों की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर वे भेद करते हैं उत्प्रेरकऔर गैर उत्प्रेरकप्रतिक्रियाएँ (§ 6.5 देखें)।

5. उनकी घटना के तंत्र के अनुसार, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को विभाजित किया गया है ईओण का, मौलिकआदि (कार्बनिक यौगिकों की भागीदारी से होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के तंत्र पर कार्बनिक रसायन विज्ञान के पाठ्यक्रम में चर्चा की गई है)।

6. अभिकारक पदार्थों के संघटन में सम्मिलित परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था के अनुसार अभिक्रियाएँ होती हैं ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिनापरमाणु, और परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ ( रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं) (§ 7.2 देखें) .

7. प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की संरचना में परिवर्तन से प्रतिक्रियाओं को अलग किया जाता है कनेक्शन, अपघटन, प्रतिस्थापन और विनिमय. ये प्रतिक्रियाएँ तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ और उसके बिना भी हो सकती हैं, तालिका . 7.1.

तालिका 7.1

रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

	सामान्य योजना	तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था को बदले बिना होने वाली प्रतिक्रियाओं के उदाहरण	रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण
सम्बन्ध (दो या दो से अधिक पदार्थों से एक नया पदार्थ बनता है)		एचसीएल + एनएच 3 = एनएच 4 सीएल; एसओ 3 + एच 2 ओ = एच 2 एसओ 4	एच 2 + सीएल 2 = 2एचसीएल; 2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3
विघटन (एक पदार्थ से अनेक नये पदार्थ बनते हैं)	ए = बी + सी + डी	एमजीसीओ 3 एमजीओ + सीओ 2; एच 2 SiO 3 SiO 2 + H 2 O	2AgNO 3 2Ag + 2NO 2 + O 2
प्रतिस्थापन (जब पदार्थ परस्पर क्रिया करते हैं, तो एक अणु में एक पदार्थ के परमाणु दूसरे पदार्थ के परमाणुओं का स्थान ले लेते हैं)	ए + बीसी = एबी + सी	CaCO 3 + SiO 2 CaSiO 3 + CO 2	Pb(NO 3) 2 + Zn = Zn(NO 3) 2 + Pb; एमजी + 2एचसीएल = एमजीसीएल 2 + एच 2
(दो पदार्थ अपने घटक भागों का आदान-प्रदान करते हैं, जिससे दो नए पदार्थ बनते हैं)	एबी + सीडी = एडी + सीबी	AlCl 3 + 3NaOH = अल(OH) 3 + 3NaCl; Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl 2 + 2H 2 O

7.2. रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

जैसा कि ऊपर बताया गया है, सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को दो समूहों में विभाजित किया गया है:

रासायनिक प्रतिक्रियाएँ जो अभिकारकों को बनाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ होती हैं, रेडॉक्स प्रतिक्रियाएँ कहलाती हैं।

ऑक्सीकरणकिसी परमाणु, अणु या आयन द्वारा इलेक्ट्रॉन छोड़ने की प्रक्रिया है:

Na o – 1e = Na + ;

Fe 2+ – e = Fe 3+ ;

एच 2 ओ – 2ई = 2एच + ;

2 Br – – 2e = Br 2 o.

वसूलीकिसी परमाणु, अणु या आयन में इलेक्ट्रॉन जोड़ने की प्रक्रिया है:

एस ओ + 2ई = एस 2– ;

सीआर 3+ + ई = सीआर 2+ ;

सीएल 2 ओ + 2ई = 2सीएल - ;

एमएन 7+ + 5ई = एमएन 2+।

वे परमाणु, अणु या आयन जो इलेक्ट्रॉन ग्रहण करते हैं, कहलाते हैं ऑक्सीडाइज़िंग एजेंट. संरक्षणकर्ताओंपरमाणु, अणु या आयन हैं जो इलेक्ट्रॉन दान करते हैं।

इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करने से, प्रतिक्रिया के दौरान ऑक्सीकरण एजेंट कम हो जाता है, और कम करने वाला एजेंट ऑक्सीकृत हो जाता है। ऑक्सीकरण हमेशा कमी के साथ होता है और इसके विपरीत भी। इस प्रकार, कम करने वाले एजेंट द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या हमेशा ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होती है.

7.2.1. ऑक्सीकरण अवस्था

ऑक्सीकरण अवस्था एक यौगिक में एक परमाणु का सशर्त (औपचारिक) आवेश है, जिसकी गणना इस धारणा के तहत की जाती है कि इसमें केवल आयन होते हैं। ऑक्सीकरण अवस्था को आमतौर पर तत्व प्रतीक के ऊपर "+" या "-" चिह्न के साथ अरबी अंक द्वारा दर्शाया जाता है। उदाहरण के लिए, अल 3+, एस 2–।

ऑक्सीकरण अवस्थाएँ ज्ञात करने के लिए निम्नलिखित नियमों का उपयोग किया जाता है:

सरल पदार्थों में परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है;

एक अणु में परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्थाओं का बीजगणितीय योग शून्य के बराबर होता है, एक जटिल आयन में - आयन का आवेश;

क्षार धातु परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा +1 होती है;

गैर-धातुओं (सीएच 4, एनएच 3, आदि) वाले यौगिकों में हाइड्रोजन परमाणु +1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, और सक्रिय धातुओं के साथ इसकी ऑक्सीकरण अवस्था -1 (NaH, CaH 2, आदि) प्रदर्शित करता है;

यौगिकों में फ्लोरीन परमाणु हमेशा -1 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है;

यौगिकों में ऑक्सीजन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर -2 होती है, पेरोक्साइड (H 2 O 2, Na 2 O 2) को छोड़कर, जिसमें ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था -1 होती है, और कुछ अन्य पदार्थ (सुपरऑक्साइड, ओजोनाइड, ऑक्सीजन) फ्लोराइड्स)।

किसी समूह में तत्वों की अधिकतम धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था आमतौर पर समूह संख्या के बराबर होती है। अपवाद फ्लोरीन और ऑक्सीजन हैं, क्योंकि उनकी उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था उस समूह की संख्या से कम है जिसमें वे पाए जाते हैं। कॉपर उपसमूह के तत्व ऐसे यौगिक बनाते हैं जिनमें उनकी ऑक्सीकरण अवस्था समूह संख्या (CuO, AgF 5, AuCl 3) से अधिक होती है।

आवर्त सारणी के मुख्य उपसमूहों में स्थित तत्वों की अधिकतम नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था समूह संख्या को आठ से घटाकर निर्धारित की जा सकती है। कार्बन के लिए यह 8 - 4 = 4 है, फॉस्फोरस के लिए - 8 - 5 = 3.

मुख्य उपसमूहों में, जब तत्व ऊपर से नीचे की ओर बढ़ते हैं, तो उच्चतम सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता कम हो जाती है; इसके विपरीत, माध्यमिक उपसमूहों में, ऊपर से नीचे की ओर जाने पर उच्च ऑक्सीकरण अवस्था की स्थिरता बढ़ जाती है।

ऑक्सीकरण अवस्था की अवधारणा की पारंपरिकता को कुछ अकार्बनिक और कार्बनिक यौगिकों के उदाहरण का उपयोग करके प्रदर्शित किया जा सकता है। विशेष रूप से, फॉस्फिनिक (फॉस्फोरस) H 3 PO 2, फॉस्फोनिक (फॉस्फोरस) H 3 PO 3 और फॉस्फोरिक H 3 PO 4 एसिड में, फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः +1, +3 और +5 होती हैं, जबकि इन सभी यौगिकों में फॉस्फोरस पेंटावैलेंट है. मीथेन सीएच 4, मेथनॉल सीएच 3 ओएच, फॉर्मेल्डिहाइड सीएच 2 ओ, फॉर्मिक एसिड एचसीओओएच और कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) सीओ 2 में कार्बन के लिए, कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः -4, -2, 0, +2 और +4 हैं। , जबकि इन सभी यौगिकों में कार्बन परमाणु की संयोजकता चार है।

इस तथ्य के बावजूद कि ऑक्सीकरण अवस्था एक पारंपरिक अवधारणा है, इसका व्यापक रूप से रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की रचना में उपयोग किया जाता है।

7.2.2. सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंट

विशिष्ट ऑक्सीकरण एजेंट हैं:

1. सरल पदार्थ जिनके परमाणुओं में उच्च विद्युत ऋणात्मकता होती है। ये, सबसे पहले, आवर्त सारणी के समूहों के मुख्य उपसमूह VI और VII के तत्व हैं: ऑक्सीजन, हैलोजन। सरल पदार्थों में सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट फ्लोरीन है।

2. उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में कुछ धातु धनायन युक्त यौगिक: Pb 4+, Fe 3+, Au 3+, आदि।

3. कुछ जटिल आयनों वाले यौगिक, जिनमें तत्व उच्च सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था में हैं: 2–, -, आदि।

कम करने वाले एजेंटों में शामिल हैं:

1. सरल पदार्थ जिनके परमाणुओं की विद्युत ऋणात्मकता कम होती है, सक्रिय धातु होते हैं। गैर-धातुएं, जैसे हाइड्रोजन और कार्बन, भी कम करने वाले गुण प्रदर्शित कर सकते हैं।

2. कुछ धातु यौगिकों में धनायन (Sn 2+, Fe 2+, Cr 2+) होते हैं, जो इलेक्ट्रॉन दान करके अपनी ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ा सकते हैं।

3. कुछ यौगिक जिनमें सरल आयन होते हैं जैसे I- , S 2- ।

4. जटिल आयन (S 4+ O 3) 2–, (НР 3+ O 3) 2– युक्त यौगिक, जिनमें तत्व इलेक्ट्रॉन दान करके अपनी धनात्मक ऑक्सीकरण अवस्था को बढ़ा सकते हैं।

प्रयोगशाला अभ्यास में, निम्नलिखित ऑक्सीकरण एजेंटों का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है:

पोटेशियम परमैंगनेट (KMnO 4);

पोटेशियम डाइक्रोमेट (K 2 Cr 2 O 7);

नाइट्रिक एसिड (HNO 3);

सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (H 2 SO 4);

हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2);

मैंगनीज (IV) और लेड (IV) के ऑक्साइड (MnO 2, PbO 2);

पिघला हुआ पोटेशियम नाइट्रेट (KNO 3) और कुछ अन्य नाइट्रेट का पिघला हुआ।

प्रयोगशाला अभ्यास में उपयोग किए जाने वाले कम करने वाले एजेंटों में शामिल हैं:

• मैग्नीशियम (एमजी), एल्यूमीनियम (अल) और अन्य सक्रिय धातुएँ;
• हाइड्रोजन (एच 2) और कार्बन (सी);
• पोटेशियम आयोडाइड (KI);
• सोडियम सल्फाइड (Na 2 S) और हाइड्रोजन सल्फाइड (H 2 S);
• सोडियम सल्फाइट (Na 2 SO 3);
• टिन क्लोराइड (SnCl 2)।

7.2.3. रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का वर्गीकरण

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को आम तौर पर तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: अंतर-आणविक, इंट्रामोल्युलर, और अनुपातहीन प्रतिक्रियाएं (स्व-ऑक्सीकरण-स्व-कमी)।

अंतरआण्विक प्रतिक्रियाएंविभिन्न अणुओं में पाए जाने वाले परमाणुओं की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के साथ होता है। उदाहरण के लिए:

2 अल + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + 2 Fe,

C + 4 HNO 3(conc) = CO 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O.

को इंट्रामोल्युलर प्रतिक्रियाएंये ऐसी प्रतिक्रियाएं हैं जिनमें ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाला एजेंट एक ही अणु का हिस्सा होते हैं, उदाहरण के लिए:

(एनएच 4) 2 सीआर 2 ओ 7 एन 2 + सीआर 2 ओ 3 + 4 एच 2 ओ,

2 KNO 3 2 KNO 2 + O 2।

में अनुपातहीन प्रतिक्रियाएँ(स्व-ऑक्सीकरण-स्व-अपचयन) एक ही तत्व का एक परमाणु (आयन) ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाला एजेंट दोनों है:

सीएल 2 + 2 केओएच केसीएल + केसीएलओ + एच 2 ओ,

2 NO 2 + 2 NaOH = NaNO 2 + NaNO 3 + H 2 O.

7.2.4. रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की रचना के लिए बुनियादी नियम

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की संरचना तालिका में प्रस्तुत चरणों के अनुसार की जाती है। 7.2.

तालिका 7.2

रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण संकलित करने के चरण

	कार्रवाई
	ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट का निर्धारण करें।
	रेडॉक्स प्रतिक्रिया के उत्पादों की पहचान करें।
	एक इलेक्ट्रॉन संतुलन बनाएं और इसका उपयोग उन पदार्थों के लिए गुणांक निर्दिष्ट करने के लिए करें जो उनकी ऑक्सीकरण अवस्था को बदलते हैं।
	अन्य पदार्थों के लिए गुणांक व्यवस्थित करें जो रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं और बनते हैं।
	प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं और दाईं ओर स्थित परमाणुओं (आमतौर पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन) के पदार्थ की मात्रा की गणना करके गुणांक की शुद्धता की जांच करें।

आइए अम्लीय वातावरण में पोटेशियम परमैंगनेट के साथ पोटेशियम सल्फाइट की बातचीत के उदाहरण का उपयोग करके रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की रचना के नियमों पर विचार करें:

1. ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट का निर्धारण

मैंगनीज, जो उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में है, इलेक्ट्रॉनों को नहीं छोड़ सकता। एमएन 7+ इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करेगा, अर्थात। एक ऑक्सीकरण एजेंट है.

S 4+ आयन दो इलेक्ट्रॉन दान कर सकता है और S 6+ में जा सकता है, अर्थात। एक कम करने वाला एजेंट है. इस प्रकार, विचाराधीन प्रतिक्रिया में, K 2 SO 3 एक कम करने वाला एजेंट है, और KMnO 4 एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

2. प्रतिक्रिया उत्पादों की स्थापना

K2SO3 + KMnO4 + H2SO4?

एक इलेक्ट्रॉन को दो इलेक्ट्रॉन दान करने से S 4+, S 6+ बन जाता है। इस प्रकार पोटेशियम सल्फाइट (K 2 SO 3) सल्फेट (K 2 SO 4) में बदल जाता है। अम्लीय वातावरण में, Mn 7+ 5 इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है और सल्फ्यूरिक एसिड (मध्यम) के घोल में मैंगनीज सल्फेट (MnSO 4) बनाता है। इस प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, पानी के अणुओं के साथ-साथ पोटेशियम सल्फेट के अतिरिक्त अणु (परमैंगनेट में शामिल पोटेशियम आयनों के कारण) भी बनते हैं। इस प्रकार, विचाराधीन प्रतिक्रिया इस प्रकार लिखी जाएगी:

के 2 एसओ 3 + केएमएनओ 4 + एच 2 एसओ 4 = के 2 एसओ 4 + एमएनएसओ 4 + एच 2 ओ।

3. इलेक्ट्रॉन संतुलन संकलित करना

इलेक्ट्रॉन संतुलन संकलित करने के लिए, उन ऑक्सीकरण अवस्थाओं को इंगित करना आवश्यक है जो विचाराधीन प्रतिक्रिया में बदलते हैं:

के 2 एस 4+ ओ 3 + केएमएन 7+ ओ 4 + एच 2 एसओ 4 = के 2 एस 6+ ओ 4 + एमएन 2+ एसओ 4 + एच 2 ओ।

एमएन 7+ + 5 ई = एमएन 2+ ;

एस 4+ - 2 ई = एस 6+।

कम करने वाले एजेंट द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होनी चाहिए। इसलिए, दो एमएन 7+ और पांच एस 4+ को प्रतिक्रिया में भाग लेना चाहिए:

एमएन 7+ + 5 ई = एमएन 2+ 2,

एस 4+ – 2 ई = एस 6+ 5.

इस प्रकार, कम करने वाले एजेंट (10) द्वारा छोड़े गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या ऑक्सीकरण एजेंट (10) द्वारा स्वीकार किए गए इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर होगी।

4. प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांकों की व्यवस्था

इलेक्ट्रॉनों के संतुलन के अनुसार, K 2 SO 3 के सामने 5 का गुणांक और KMnO 4 के सामने 2 का गुणांक लगाना आवश्यक है। दाईं ओर, पोटेशियम सल्फेट के सामने हम 6 का गुणांक निर्धारित करते हैं। चूंकि परमैंगनेट में शामिल पोटेशियम आयनों के बंधन के परिणामस्वरूप पोटेशियम सल्फाइट के 2 एसओ 4 के ऑक्सीकरण के दौरान गठित के 2 एसओ 4 के पांच अणुओं में एक अणु जोड़ा जाता है। चूंकि प्रतिक्रिया शामिल है दोदाहिनी ओर परमैंगनेट अणु भी बनते हैं दोमैंगनीज सल्फेट अणु. प्रतिक्रिया उत्पादों (परमैंगनेट में शामिल पोटेशियम और मैंगनीज आयन) को बांधने के लिए यह आवश्यक है तीनसल्फ्यूरिक एसिड के अणु, इसलिए, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, तीनपानी के अणु. अंततः हमें मिलता है:

5 K 2 SO 3 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 6 K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 3 H 2 O.

5. प्रतिक्रिया समीकरण में गुणांकों की शुद्धता की जाँच करना

प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं ओर ऑक्सीजन परमाणुओं की संख्या है:

5 3 + 2 4 + 3 4 = 35.

दाहिनी ओर यह संख्या होगी:

6 4 + 2 4 + 3 1 = 35.

प्रतिक्रिया समीकरण के बाईं ओर हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या छह है और प्रतिक्रिया समीकरण के दाईं ओर इन परमाणुओं की संख्या से मेल खाती है।

7.2.5. विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंटों से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के उदाहरण

7.2.5.1. अंतरआण्विक ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं

नीचे, उदाहरण के तौर पर, हम पोटेशियम परमैंगनेट, पोटेशियम डाइक्रोमेट, हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पोटेशियम नाइट्राइट, पोटेशियम आयोडाइड और पोटेशियम सल्फाइड से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर विचार करते हैं। अन्य विशिष्ट ऑक्सीकरण और कम करने वाले एजेंटों से जुड़ी रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं पर मैनुअल के दूसरे भाग ("अकार्बनिक रसायन") में चर्चा की गई है।

पोटेशियम परमैंगनेट से जुड़ी रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

पर्यावरण (अम्लीय, तटस्थ, क्षारीय) के आधार पर, पोटेशियम परमैंगनेट, ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करते हुए, विभिन्न कमी उत्पाद देता है, अंजीर। 7.1.

चावल। 7.1. विभिन्न मीडिया में पोटेशियम परमैंगनेट कटौती उत्पादों का निर्माण

नीचे विभिन्न वातावरणों में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में पोटेशियम सल्फाइड के साथ KMnO 4 की प्रतिक्रियाएं दी गई हैं, जो योजना को दर्शाती है, चित्र। 7.1. इन प्रतिक्रियाओं में, सल्फाइड आयन ऑक्सीकरण का उत्पाद मुक्त सल्फर होता है। क्षारीय वातावरण में, KOH अणु प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेते हैं, बल्कि केवल पोटेशियम परमैंगनेट की कमी के उत्पाद का निर्धारण करते हैं।

5 के 2 एस + 2 केएमएनओ 4 + 8 एच 2 एसओ 4 = 5 एस + 2 एमएनएसओ 4 + 6 के 2 एसओ 4 + 8 एच 2 ओ,

3 K 2 S + 2 KMnO 4 + 4 H 2 O 2 MnO 2 + 3 S + 8 KOH,

के 2 एस + 2 केएमएनओ 4 – (केओएच) 2 के 2 एमएनओ 4 + एस।

पोटेशियम डाइक्रोमेट से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

अम्लीय वातावरण में, पोटेशियम डाइक्रोमेट एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है। K 2 Cr 2 O 7 और सांद्र H 2 SO 4 (क्रोमियम) का मिश्रण प्रयोगशाला अभ्यास में ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एक कम करने वाले एजेंट के साथ बातचीत करते हुए, पोटेशियम डाइक्रोमेट का एक अणु छह इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है, जिससे त्रिसंयोजक क्रोमियम यौगिक बनते हैं:

6 FeSO 4 +K 2 Cr 2 O 7 +7 H 2 SO 4 = 3 Fe 2 (SO 4) 3 +Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +7 H 2 O;

6 KI + K 2 Cr 2 O 7 + 7 H 2 SO 4 = 3 I 2 + Cr 2 (SO 4) 3 + 4 K 2 SO 4 + 7 H 2 O.

हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम नाइट्राइट से युक्त रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं

हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम नाइट्राइट मुख्य रूप से ऑक्सीकरण गुण प्रदर्शित करते हैं:

एच 2 एस + एच 2 ओ 2 = एस + 2 एच 2 ओ,

2 KI + 2 KNO 2 + 2 H 2 SO 4 = I 2 + 2 K 2 SO 4 + H 2 O,

हालाँकि, मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों (जैसे, उदाहरण के लिए, KMnO 4) के साथ बातचीत करते समय, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पोटेशियम नाइट्राइट कम करने वाले एजेंटों के रूप में कार्य करते हैं:

5 एच 2 ओ 2 + 2 केएमएनओ 4 + 3 एच 2 एसओ 4 = 5 ओ 2 + 2 एमएनएसओ 4 + के 2 एसओ 4 + 8 एच 2 ओ,

5 KNO 2 + 2 KMnO 4 + 3 H 2 SO 4 = 5 KNO 3 + 2 MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3 H 2 O.

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड, पर्यावरण पर निर्भर करता है, योजना के अनुसार कम हो जाता है, चित्र। 7.2.

चावल। 7.2. संभावित हाइड्रोजन पेरोक्साइड कटौती उत्पाद

इस मामले में, प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, पानी या हाइड्रॉक्साइड आयन बनते हैं:

2 FeSO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4) 3 + 2 H 2 O,

2 KI + H 2 O 2 = I 2 + 2 KOH.

7.2.5.2. इंट्रामोल्युलर ऑक्सीकरण-कमी प्रतिक्रियाएं

इंट्रामोल्युलर रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं आमतौर पर तब होती हैं जब उन पदार्थों को गर्म किया जाता है जिनके अणुओं में एक कम करने वाला एजेंट और एक ऑक्सीकरण एजेंट होता है। इंट्रामोल्युलर कमी-ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के उदाहरण नाइट्रेट और पोटेशियम परमैंगनेट के थर्मल अपघटन की प्रक्रियाएं हैं:

2 NaNO 3 2 NaNO 2 + O 2,

2 Cu(NO 3) 2 2 CuO + 4 NO 2 + O 2,

एचजी(एनओ 3) 2 एचजी + एनओ 2 + ओ 2,

2 KMnO 4 K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2.

7.2.5.3. अनुपातहीन प्रतिक्रियाएँ

जैसा कि ऊपर बताया गया है, अनुपातहीन प्रतिक्रियाओं में एक ही परमाणु (आयन) ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाला एजेंट दोनों होता है। आइए क्षार के साथ सल्फर की अन्योन्यक्रिया के उदाहरण का उपयोग करके इस प्रकार की प्रतिक्रिया की रचना करने की प्रक्रिया पर विचार करें।

सल्फर की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाएँ: – 2, 0, +4 और +6. एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करते हुए, मौलिक सल्फर 4 इलेक्ट्रॉन दान करता है:

इसलिए – 4ई = एस 4+.

गंधक – ऑक्सीकरण एजेंट दो इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करता है:

एस ओ + 2ई = एस 2– .

इस प्रकार, सल्फर असंतुलन की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, ऐसे यौगिक बनते हैं जिनकी तत्व की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं – 2 और दाएँ +4:

3 एस + 6 केओएच = 2 के 2 एस + के 2 एसओ 3 + 3 एच 2 ओ।

जब नाइट्रोजन ऑक्साइड (IV) क्षार में अनुपातहीन होता है, तो नाइट्राइट और नाइट्रेट प्राप्त होते हैं - ऐसे यौगिक जिनमें नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्थाएँ क्रमशः +3 और +5 हैं:

2 एन 4+ ओ 2 + 2 केओएच = केएन 3+ ओ 2 + केएन 5+ ओ 3 + एच 2 ओ,

ठंडे क्षार घोल में क्लोरीन के अनुपातहीन होने से हाइपोक्लोराइट बनता है, और गर्म क्षार घोल में क्लोरेट बनता है:

सीएल 0 2 + 2 केओएच = केसीएल - + केसीएल + ओ + एच 2 ओ,

सीएल 0 2 + 6 केओएच 5 केसीएल - + केसीएल 5+ ओ 3 + 3एच 2 ओ।

7.3. इलेक्ट्रोलीज़

रेडॉक्स प्रक्रिया जो विलयनों में होती है या तब पिघलती है जब उनमें प्रत्यक्ष विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है, इलेक्ट्रोलिसिस कहलाती है। इस मामले में, आयनों का ऑक्सीकरण सकारात्मक इलेक्ट्रोड (एनोड) पर होता है। ऋणात्मक इलेक्ट्रोड (कैथोड) पर धनायन कम हो जाते हैं।

2 Na 2 CO 3 4 Na + O 2 + 2CO 2।

इलेक्ट्रोलाइट्स के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, विघटित पदार्थ के परिवर्तनों के साथ, हाइड्रोजन आयनों और पानी के हाइड्रॉक्साइड आयनों की भागीदारी के साथ इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाएं हो सकती हैं:

कैथोड (-): 2 Н + + 2е = Н 2,

एनोड (+): 4 OH – – 4e = O 2 + 2 H 2 O.

इस मामले में, कैथोड पर कमी की प्रक्रिया निम्नानुसार होती है:

1. कैथोड पर सक्रिय धातुओं (एएल 3+ तक) के धनायन कम नहीं होते हैं; इसके बजाय हाइड्रोजन कम हो जाता है।

2. हाइड्रोजन के दाईं ओर मानक इलेक्ट्रोड क्षमता (वोल्टेज श्रृंखला में) की श्रृंखला में स्थित धातु धनायन इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान कैथोड पर मुक्त धातुओं में कम हो जाते हैं।

3. अल 3+ और एच + के बीच स्थित धातु धनायन हाइड्रोजन धनायन के साथ-साथ कैथोड पर कम हो जाते हैं।

एनोड पर जलीय घोल में होने वाली प्रक्रियाएं उस पदार्थ पर निर्भर करती हैं जिससे एनोड बनाया जाता है। अघुलनशील एनोड हैं ( अक्रिय) और घुलनशील ( सक्रिय). ग्रेफाइट या प्लैटिनम का उपयोग निष्क्रिय एनोड की सामग्री के रूप में किया जाता है। घुलनशील एनोड तांबे, जस्ता और अन्य धातुओं से बने होते हैं।

अक्रिय एनोड के साथ समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, निम्नलिखित उत्पाद बन सकते हैं:

1. जब हैलाइड आयनों का ऑक्सीकरण होता है, तो मुक्त हैलोजन निकलते हैं।

2. आयनों SO 2 2–, NO 3 –, PO 4 3– युक्त विलयनों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, ऑक्सीजन निकलती है, अर्थात। ये आयन नहीं हैं जो एनोड पर ऑक्सीकृत होते हैं, बल्कि पानी के अणु होते हैं।

उपरोक्त नियमों को ध्यान में रखते हुए, आइए एक उदाहरण के रूप में, निष्क्रिय इलेक्ट्रोड के साथ NaCl, CuSO 4 और KOH के जलीय घोल के इलेक्ट्रोलिसिस पर विचार करें।

1). घोल में सोडियम क्लोराइड आयनों में वियोजित हो जाता है।

प्रतिक्रिया समीकरण और नाइट्रोजन तत्व की संपत्ति के बीच एक पत्राचार स्थापित करें जो इस प्रतिक्रिया में प्रदर्शित होता है: एक अक्षर द्वारा इंगित प्रत्येक स्थिति के लिए, एक संख्या द्वारा इंगित संबंधित स्थिति का चयन करें।

तालिका में चयनित संख्याओं को संबंधित अक्षरों के नीचे लिखें।

उत्तर: 4221

स्पष्टीकरण:

ए) NH 4 HCO 3 एक नमक है जिसमें अमोनियम धनायन NH 4 + होता है। अमोनियम धनायन में, नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था हमेशा -3 होती है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, यह अमोनिया NH 3 में बदल जाता है। हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था लगभग हमेशा (धातुओं के साथ इसके यौगिकों को छोड़कर) +1 होती है। इसलिए, अमोनिया अणु के विद्युत रूप से तटस्थ होने के लिए, नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था -3 होनी चाहिए। इस प्रकार, नाइट्रोजन ऑक्सीकरण की डिग्री में कोई परिवर्तन नहीं होता है, अर्थात। यह रेडॉक्स गुण प्रदर्शित नहीं करता है।

बी) जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, अमोनिया NH 3 में नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था -3 है। CuO के साथ प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, अमोनिया एक साधारण पदार्थ N2 में बदल जाता है। किसी भी साधारण पदार्थ में जिस तत्व से वह बनता है उसकी ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है। इस प्रकार, नाइट्रोजन परमाणु अपना नकारात्मक चार्ज खो देता है, और चूंकि इलेक्ट्रॉन नकारात्मक चार्ज के लिए जिम्मेदार होते हैं, इसका मतलब है कि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन परमाणु उन्हें खो देता है। एक तत्व जो किसी प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप अपने कुछ इलेक्ट्रॉन खो देता है उसे कम करने वाला एजेंट कहा जाता है।

सी) -3 के बराबर नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था के साथ NH 3 की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, यह नाइट्रिक ऑक्साइड NO में बदल जाता है। ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था लगभग हमेशा -2 होती है। इसलिए, नाइट्रिक ऑक्साइड अणु के विद्युत रूप से तटस्थ होने के लिए, नाइट्रोजन परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था +2 होनी चाहिए। इसका मतलब यह है कि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप नाइट्रोजन परमाणु ने अपनी ऑक्सीकरण अवस्था -3 से +2 में बदल दी। यह इंगित करता है कि नाइट्रोजन परमाणु ने 5 इलेक्ट्रॉन खो दिए हैं। अर्थात्, नाइट्रोजन, जैसा कि बी के मामले में है, एक कम करने वाला एजेंट है।

डी) एन 2 एक साधारण पदार्थ है। सभी सरल पदार्थों में, उन्हें बनाने वाले तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था 0 होती है। प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, नाइट्रोजन लिथियम नाइट्राइड Li3N में परिवर्तित हो जाती है। शून्य के अलावा किसी क्षार धातु की एकमात्र ऑक्सीकरण अवस्था (किसी भी तत्व के लिए ऑक्सीकरण अवस्था 0 होती है) +1 है। इस प्रकार, Li3N संरचनात्मक इकाई के विद्युत रूप से तटस्थ होने के लिए, नाइट्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था -3 होनी चाहिए। यह पता चला है कि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, नाइट्रोजन ने एक नकारात्मक चार्ज प्राप्त कर लिया, जिसका अर्थ है इलेक्ट्रॉनों का जुड़ना। इस प्रतिक्रिया में नाइट्रोजन एक ऑक्सीकरण एजेंट है।

परिभाषा

ऑक्सीकरण अवस्थाकिसी यौगिक में किसी रासायनिक तत्व के परमाणु की स्थिति का उसकी विद्युत ऋणात्मकता के आधार पर मात्रात्मक मूल्यांकन है।

यह सकारात्मक और नकारात्मक दोनों मान लेता है। किसी यौगिक में किसी तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था को इंगित करने के लिए, आपको उसके प्रतीक के ऊपर संबंधित चिह्न ("+" या "-") के साथ एक अरबी अंक रखना होगा।

यह याद रखना चाहिए कि ऑक्सीकरण अवस्था एक ऐसी मात्रा है जिसका कोई भौतिक अर्थ नहीं है, क्योंकि यह परमाणु के वास्तविक आवेश को प्रतिबिंबित नहीं करता है। हालाँकि, रसायन विज्ञान में इस अवधारणा का बहुत व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं की तालिका

अधिकतम सकारात्मक और न्यूनतम नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था को आवर्त सारणी डी.आई. का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है। मेंडेलीव। वे उस समूह की संख्या के बराबर हैं जिसमें तत्व स्थित है और क्रमशः "उच्चतम" ऑक्सीकरण अवस्था और संख्या 8 के मान के बीच का अंतर है।

यदि हम रासायनिक यौगिकों पर अधिक विशेष रूप से विचार करें, तो गैर-ध्रुवीय बंधन वाले पदार्थों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य (एन 2, एच 2, सीएल 2) है।

तात्विक अवस्था में धातुओं की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है, क्योंकि उनमें इलेक्ट्रॉन घनत्व का वितरण एक समान होता है।

सरल आयनिक यौगिकों में, उनमें शामिल तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था विद्युत आवेश के बराबर होती है, क्योंकि इन यौगिकों के निर्माण के दौरान एक परमाणु से दूसरे परमाणु में इलेक्ट्रॉनों का लगभग पूर्ण संक्रमण होता है: Na +1 I -1, Mg +2 सीएल -1 2, अल +3 एफ - 1 3 , जेडआर +4 बीआर -1 4 .

ध्रुवीय सहसंयोजक बंधों वाले यौगिकों में तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्था का निर्धारण करते समय, उनके इलेक्ट्रोनगेटिविटी मूल्यों की तुलना की जाती है। चूंकि एक रासायनिक बंधन के निर्माण के दौरान, इलेक्ट्रॉनों को अधिक विद्युतीय तत्वों के परमाणुओं में विस्थापित किया जाता है, बाद वाले यौगिकों में नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था होती है।

ऐसे तत्व हैं जिनकी विशेषता केवल एक ऑक्सीकरण अवस्था मान (फ्लोरीन, समूह IA और IIA आदि की धातुएँ) हैं। उच्चतम इलेक्ट्रोनगेटिविटी मान की विशेषता वाले फ्लोरीन में यौगिकों में हमेशा एक निरंतर नकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था (-1) होती है।

क्षारीय और क्षारीय पृथ्वी तत्व, जो अपेक्षाकृत कम इलेक्ट्रोनगेटिविटी मान की विशेषता रखते हैं, हमेशा क्रमशः (+1) और (+2) के बराबर सकारात्मक ऑक्सीकरण अवस्था रखते हैं।

हालाँकि, ऐसे रासायनिक तत्व भी हैं जिनकी विशेषता कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ (सल्फर - (-2), 0, (+2), (+4), (+6, आदि) हैं।

यह याद रखना आसान बनाने के लिए कि किसी विशेष रासायनिक तत्व की कितनी और कौन सी ऑक्सीकरण अवस्थाएँ विशेषता हैं, रासायनिक तत्वों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं की तालिकाओं का उपयोग करें, जो इस तरह दिखती हैं:

क्रम संख्या	रूसी/अंग्रेज़ी नाम	रासायनिक प्रतीक	ऑक्सीकरण अवस्था
	हाइड्रोजन
	हीलियम
	लिथियम
	फीरोज़ा
			(-1), 0, (+1), (+2), (+3)
	कार्बन		(-4), (-3), (-2), (-1), 0, (+2), (+4)
	नाइट्रोजन / नाइट्रोजन		(-3), (-2), (-1), 0, (+1), (+2), (+3), (+4), (+5)
	ऑक्सीजन		(-2), (-1), 0, (+1), (+2)
	एक अधातु तत्त्व
	सोडियम/सोडियम
	मैग्नीशियम/मैग्नीशियम
	अल्युमीनियम
	सिलिकॉन		(-4), 0, (+2), (+4)
	फॉस्फोरस/फॉस्फोरस		(-3), 0, (+3), (+5)
	सल्फर/सल्फर		(-2), 0, (+4), (+6)
	क्लोरीन		(-1), 0, (+1), (+3), (+5), (+7), शायद ही कभी (+2) और (+4)
	आर्गन / आर्गन
	पोटैशियम/पोटैशियम
	कैल्शियम
	स्कैंडियम / स्कैंडियम
	टाइटेनियम		(+2), (+3), (+4)
	वैनेडियम		(+2), (+3), (+4), (+5)
	क्रोम/क्रोमियम		(+2), (+3), (+6)
	मैंगनीज / मैंगनीज		(+2), (+3), (+4), (+6), (+7)
	लोहा		(+2), (+3), दुर्लभ (+4) और (+6)
	कोबाल्ट		(+2), (+3), शायद ही कभी (+4)
	निकल		(+2), दुर्लभ (+1), (+3) और (+4)
	ताँबा		+1, +2, दुर्लभ (+3)
	गैलियम		(+3), दुर्लभ (+2)
	जर्मेनियम / जर्मेनियम		(-4), (+2), (+4)
	आर्सेनिक/आर्सेनिक		(-3), (+3), (+5), शायद ही कभी (+2)
	सेलेनियम		(-2), (+4), (+6), शायद ही कभी (+2)
	ब्रोमिन		(-1), (+1), (+5), शायद ही कभी (+3), (+4)
	क्रिप्टन / क्रिप्टन
	रुबिडियम / रुबिडियम
	स्ट्रोंटियम / स्ट्रोंटियम
	येट्रियम / येट्रियम
	ज़िरकोनियम / ज़िरकोनियम		(+4), दुर्लभ (+2) और (+3)
	नाइओबियम / नाइओबियम		(+3), (+5), दुर्लभ (+2) और (+4)
	मोलिब्डेनम		(+3), (+6), दुर्लभ (+2), (+3) और (+5)
	टेक्नेटियम / टेक्नेटियम
	रूथेनियम / रूथेनियम		(+3), (+4), (+8), दुर्लभ (+2), (+6) और (+7)
	रोडियाम		(+4), दुर्लभ (+2), (+3) और (+6)
	दुर्ग		(+2), (+4), शायद ही कभी (+6)
	चाँदी		(+1), दुर्लभ (+2) और (+3)
	कैडमियम		(+2), दुर्लभ (+1)
	ईण्डीयुम		(+3), दुर्लभ (+1) और (+2)
	टिन/टिन		(+2), (+4)
	सुरमा / सुरमा		(-3), (+3), (+5), शायद ही कभी (+4)
	टेल्यूरियम / टेल्यूरियम		(-2), (+4), (+6), शायद ही कभी (+2)
			(-1), (+1), (+5), (+7), शायद ही कभी (+3), (+4)
	क्सीनन / क्सीनन
	सीज़ियम
	बेरियम/बेरियम
	लैंथेनम / लैंथेनम
	सैरियम		(+3), (+4)
	प्रेजोडायमियम / प्रेजोडायमियम
	नियोडिमियम / नियोडिमियम		(+3), (+4)
	प्रोमेथियम / प्रोमेथियम
	समैरियम/समेरियम		(+3), दुर्लभ (+2)
	युरोपियम		(+3), दुर्लभ (+2)
	गैडोलीनियम / गैडोलीनियम
	टर्बियम / टर्बियम		(+3), (+4)
	डिस्प्रोसियम / डिस्प्रोसियम
	होल्मियम
	एर्बियम
	थ्यूलियम		(+3), दुर्लभ (+2)
	येटरबियम / येटरबियम		(+3), दुर्लभ (+2)
	लुटेटियम / ल्यूटेटियम
	हेफ़नियम / हेफ़नियम
	टैंटलम / टैंटलम		(+5), दुर्लभ (+3), (+4)
	टंगस्टन/टंगस्टन		(+6), दुर्लभ (+2), (+3), (+4) और (+5)
	रेनियम / रेनियम		(+2), (+4), (+6), (+7), दुर्लभ (-1), (+1), (+3), (+5)
	ऑस्मियम / ऑस्मियम		(+3), (+4), (+6), (+8), दुर्लभ (+2)
	इरिडियम / इरिडियम		(+3), (+4), (+6), शायद ही कभी (+1) और (+2)
	प्लैटिनम		(+2), (+4), (+6), दुर्लभ (+1) और (+3)
	सोना		(+1), (+3), शायद ही कभी (+2)
	बुध		(+1), (+2)
	थैलियम / थैलियम		(+1), (+3), शायद ही कभी (+2)
	लीड/लीड		(+2), (+4)
	विस्मुट		(+3), दुर्लभ (+3), (+2), (+4) और (+5)
	एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है		(+2), (+4), शायद ही कभी (-2) और (+6)
	एस्टाटिन
	रेडॉन/रेडॉन
	फ्रैनशियम
	रेडियम
	जंगी
	थोरियम
	प्रोएक्टिनियम / प्रोटैक्टीनियम
	यूरेनियम/यूरेनियम		(+3), (+4), (+6), दुर्लभ (+2) और (+5)

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

उत्तर हम प्रत्येक प्रस्तावित परिवर्तन योजना में फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था को बारी-बारी से निर्धारित करेंगे, और फिर सही उत्तर चुनेंगे।

• फॉस्फीन में फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था (-3) है, और ऑर्थोफॉस्फोरिक एसिड में - (+5)। फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन: +3 → +5, अर्थात। पहला उत्तर विकल्प.
• किसी साधारण पदार्थ में रासायनिक तत्व की ऑक्सीकरण अवस्था शून्य होती है। P 2 O 5 संघटन के ऑक्साइड में फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था (+5) है। फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन: 0 → +5, अर्थात। तीसरा उत्तर विकल्प.
• एसिड संरचना एचपीओ 3 में फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण डिग्री (+5) है, और एच 3 पीओ 2 (+1) है। फॉस्फोरस की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन: +5 → +1, अर्थात। पाँचवाँ उत्तर विकल्प.

उदाहरण 2

व्यायाम	यौगिक में कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था (-3) है: ए) सीएच 3 सीएल; बी) सी 2 एच 2; ग) एचसीओएच; घ) सी 2 एच 6।
समाधान	पूछे गए प्रश्न का सही उत्तर देने के लिए, हम बारी-बारी से प्रत्येक प्रस्तावित यौगिक में कार्बन ऑक्सीकरण की डिग्री निर्धारित करेंगे। a) हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था (+1) है, और क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था (-1) है। आइए हम कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था को "x" के रूप में लें: एक्स + 3×1 + (-1) =0; उत्तर ग़लत है. b) हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था (+1) है। आइए हम कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था को "y" के रूप में लें: 2×y + 2×1 = 0; उत्तर ग़लत है. ग) हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था (+1) है, और ऑक्सीजन की ऑक्सीकरण अवस्था (-2) है। आइए हम कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था को "z" के रूप में लें: 1 + z + (-2) +1 = 0: उत्तर ग़लत है. d) हाइड्रोजन की ऑक्सीकरण अवस्था (+1) है। आइए हम कार्बन की ऑक्सीकरण अवस्था को "ए" के रूप में लें: 2×ए + 6×1 = 0; सही जवाब।
उत्तर	विकल्प (डी)

रासायनिक प्रतिक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके द्वारा प्रारंभिक पदार्थ प्रतिक्रिया उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं। अभिक्रिया के पूरा होने के बाद प्राप्त पदार्थ उत्पाद कहलाते हैं। वे संरचना, संरचना या दोनों में मूल से भिन्न हो सकते हैं।

संरचना में परिवर्तन के आधार पर, निम्नलिखित प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है:

• रचना में परिवर्तन के साथ (उनमें से अधिकांश);
• संरचना को बदले बिना (आइसोमेराइजेशन और एक एलोट्रोपिक संशोधन का दूसरे में रूपांतरण)।

यदि प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप किसी पदार्थ की संरचना नहीं बदलती है, तो उसकी संरचना आवश्यक रूप से बदल जाती है, उदाहरण के लिए: Cgraphite↔Salmaz

आइए संरचना में परिवर्तन के साथ होने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के वर्गीकरण पर अधिक विस्तार से विचार करें।

I. पदार्थों की संख्या और संरचना के अनुसार

यौगिक प्रतिक्रियाएँ

ऐसी रासायनिक प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, एक पदार्थ कई पदार्थों से बनता है: ए + बी + ... = सी

कनेक्ट कर सकते हैं:

• सरल पदार्थ: 2Na + S = Na2S;
• जटिल के साथ सरल: 2SO2 + O2 = 2SO3;
• दो जटिल: CaO + H2O = Ca(OH)2।
• दो से अधिक पदार्थ: 4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

अपघटन प्रतिक्रियाएँ

ऐसी प्रतिक्रियाओं में एक पदार्थ कई अन्य पदार्थों में विघटित हो जाता है: A=B+C+...

इस मामले में उत्पाद हो सकते हैं:

• सरल पदार्थ: 2NaCl = 2Na + Cl2
• सरल और जटिल: 2KNO3 = 2KNO2 + O2
• दो जटिल: CaCO3 = CaO + CO2
• दो से अधिक उत्पाद: 2AgNO3 = 2Ag + O2 + 2NO2

प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ

ऐसी अभिक्रियाएँ जिनमें सरल और जटिल पदार्थ एक दूसरे के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और एक सरल पदार्थ के परमाणु जटिल तत्वों में से किसी एक तत्व के परमाणुओं को प्रतिस्थापित कर देते हैं, प्रतिस्थापन प्रतिक्रियाएँ कहलाती हैं। योजनाबद्ध रूप से, परमाणुओं के प्रतिस्थापन की प्रक्रिया को निम्नानुसार दिखाया जा सकता है: ए + बीसी = बी + एसी।

उदाहरण के लिए, CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

प्रतिक्रियाओं का आदान-प्रदान करें

इस समूह में वे प्रतिक्रियाएं शामिल हैं जिनके दौरान दो जटिल पदार्थ अपने भागों का आदान-प्रदान करते हैं: एबी + सीडी = एडी + सीबी। बर्थोलेट के नियम के अनुसार, ऐसी प्रतिक्रियाओं की अपरिवर्तनीय घटना संभव है यदि कम से कम एक उत्पाद:

• अवक्षेप (अघुलनशील पदार्थ): 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 + Na2SO4;
• कम विघटित करने वाला पदार्थ: NaOH + HCl = NaCl + H2O;
• गैस: NaOH + NH4Cl = NaCl + NH3 + H2O (सबसे पहले, अमोनिया हाइड्रेट NH3 H2O बनता है, जो प्राप्त होने पर तुरंत अमोनिया और पानी में विघटित हो जाता है)।

द्वितीय. तापीय प्रभाव से

1. एक्ज़ोथिर्मिक - गर्मी की रिहाई के साथ होने वाली प्रक्रियाएं:
   सी + ओ2 = सीओ2 +क्यू
2. एन्दोठेर्मिक - वे अभिक्रियाएँ जिनमें ऊष्मा अवशोषित होती है:
   Cu(OH)2 = CuO + H2O – Q

तृतीय. दिशा के अनुसार रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

1. प्रतिवर्तीएक ही समय में आगे और पीछे दोनों दिशाओं में होने वाली प्रतिक्रियाएं हैं: N2+O2 ↔ 2NO
2. अचल प्रक्रियाएँ पूरी होने की ओर बढ़ती हैं, अर्थात, जब तक कि कम से कम एक प्रतिक्रियाशील पदार्थ पूरी तरह से समाप्त न हो जाए। अपरिवर्तनीय विनिमय प्रतिक्रियाओं के उदाहरणों पर ऊपर चर्चा की गई थी।

चतुर्थ. उत्प्रेरक की उपस्थिति के अनुसार

V. पदार्थों के एकत्रीकरण की अवस्था के अनुसार

1. यदि सभी अभिकारक एकत्रीकरण की एक ही स्थिति में हैं, तो प्रतिक्रिया कहलाती है सजातीय. ऐसी प्रक्रियाएँ संपूर्ण आयतन में होती रहती हैं। उदाहरण के लिए: NaOH + HCl = NaCl + H2O
2. विजातीय एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में पदार्थों के बीच अंतरापृष्ठ पर होने वाली प्रतिक्रियाएँ हैं। उदाहरण के लिए: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

VI. प्रतिक्रियाशील पदार्थों की ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तन के आधार पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रकार

1. रिडॉक्स (ओआरआर) - प्रतिक्रियाएं जिनमें प्रतिक्रियाशील पदार्थों की ऑक्सीकरण अवस्था बदल जाती है।
2. प्रतिक्रियाएं हो रही हैं ऑक्सीकरण अवस्थाओं को बदले बिना अभिकर्मक (बीआईएसओ)।

दहन और प्रतिस्थापन की प्रक्रियाएँ हमेशा रेडॉक्स होती हैं। विनिमय अभिक्रियाएँ पदार्थों की ऑक्सीकरण अवस्थाओं को बदले बिना होती हैं। अन्य सभी प्रक्रियाएँ या तो OVR या BISO हो सकती हैं।